資料來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察(IC Bank)在《IEEE》中編譯。感謝大家。

眾所周知，緊緊封裝晶體管會導(dǎo)致設(shè)備過熱的問題。

但是現(xiàn)在科學家們開發(fā)了人工材料，這是在一個方向傳導(dǎo)熱量的同時，在另一個方向?qū)崃颗c周圍環(huán)境隔離開來的最佳材料。(威廉莎士比亞，《哈姆雷特》，《科學》)這項研究有一天會幫助微芯片變得更強，而不會因為過熱而中斷。

隨著電子產(chǎn)品小型化的不斷發(fā)展，給定空間產(chǎn)生更多的熱量，因此熱量控制成為電子設(shè)計的核心課題。芝加哥大學分子工程師Shi En Kim說：“如果電腦或筆記本電腦過熱，可能會成為安全問題。”的項目。

熱管理的最新進展包括所謂各向異性熱導(dǎo)體。在這些材料中，熱量在一個方向上比在另一個方向上流動得快。

許多天然晶體結(jié)構(gòu)是強各向異性的熱導(dǎo)體3354。例如，對于石墨，沿列的快速軸傳遞的速度比慢軸快約340倍。但是，這些天然材料通常很難用于大規(guī)模制造技術(shù)，并且可能缺乏設(shè)備所需的各種電氣或光學特性。相比之下，大多數(shù)人工結(jié)構(gòu)材料都是不良的各向異性熱導(dǎo)體，室溫下通常有不到20的緩慢熱流比。

目前，科學家們制作了室溫下緩慢熱流率約為880的人造材料，這是歷史上最高的熱流率之一。他們在9月30日的《自然》雜志上詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

該技術(shù)的秘訣是使用原子級薄膜堆疊膜構(gòu)成的材料——二硫化鉬。在這種情況下，這些層通過稱為范德華相互作用的微弱電保持在一起，這種力通常會使膠帶變得粘稠。其他分層范德瓦爾斯材料包括石墨和所謂的過渡金屬二硫化物。

二硫化鉬在兩個維度有效堆疊漏斗熱，但第三個維度沒有有效堆疊。絕緣效應(yīng)背后的核心是相鄰薄膜的晶格相對旋轉(zhuǎn)的方法。(想象一堆棋盤。每個棋盤都會旋轉(zhuǎn)，使其不與相鄰的方格對齊。(威廉莎士比亞、棋盤、棋盤、棋盤、棋盤、棋盤、棋盤、棋盤)

在這些堆棧中，熱的主要載體是聲子(phonons)，這是由晶體晶格結(jié)構(gòu)的振動構(gòu)成的準粒子。相鄰的硫化鉬薄膜堆積在一起對齊晶格，聲子在層內(nèi)效率更高，但容易向各個方向流動。但是，當這些晶格相對旋轉(zhuǎn)時，聲子只能在層內(nèi)有效地流動。

當科學家們用這一層涂上15nm高和100nm寬的金電極時，他們發(fā)現(xiàn)電極不會過熱，可以承載更多電流，防止熱量到達設(shè)備表面。金說：“我相信我們的材料可以用于電子產(chǎn)品的熱量管理?！?

金指出，選擇用二硫化鉬進行實驗的原因是以前開發(fā)了生長這種物質(zhì)的大薄膜。原則上，由其他原子等級的薄材料(如石墨烯)制成的堆?？梢员磉_相同或更好。她指出，今后的研究還可以調(diào)查由兩種以上不同材料棧組成的所謂異質(zhì)結(jié)構(gòu)的性能。

金對他們的實驗表示：“我們的薄膜是手工堆積的。這不是制作非常可擴展的非常厚的薄膜的方法?！弊罱K，這些材料可以實際應(yīng)用，但為了擴大生產(chǎn)，必須解決一些問題。" "

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*夫人：這篇文章是作者寫的。從文章內(nèi)容學和作者的個人觀點來看，半導(dǎo)體行業(yè)的觀察只是為了傳達一種不同的觀點，并不意味著半導(dǎo)體行業(yè)的觀察贊同或支持該觀點。如果有異議，請聯(lián)系半導(dǎo)體業(yè)界的觀察。

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